Фотореле

 

Союз Советсимк

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (72О559

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву 441608 (22)Заявлено24 03.78 {2I) 2594550/24-07 (51)М. Кд.

2 с присоединением заявки Ю (23) Приоритет

И 01 И 47/24 твсударстеаннай ававпат

СССР аа делам взабрвтенн

N 0TNpblTeIO

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень М 9 дата опубликования описания 08.03.80. (53) QK 621 3 16 .5.432 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

А. С. Кочетов и Г, В. Верхов (7I) Заявитель (54) ФОТОРЕПЕ

Изобретение относится к области элементов электроавтоMàòèêè и может быть использовано в системах автоматического управления в качестве фотодатчика для регистрации светового потока.

Известно по авторскому свидетельству

hh 441608 устройство, содержащее фотодетектор, триггер Шмидта, одновибратор, логические схемы HE и И, причем вход одновибратора соединен с выходом триггера Шмидт», один вход схемы И о соединен с входом триггера Шмидта, а второй — через схему НЕ с входным каскадом одновибратора.

Недостаток известного устройства сос15 тоит в том, что при наличии стационарной стохастической световой помехи понижается среднее значеш е полезного сигнала на выходе фотореле, что приводит к понижению точности измерения информа20 ционпой составляющей светового потока.

Это происходит из-за ограшщения светового потока помехи триггером Шмидта, порог ср абдт ываии я ко1 орого задан с учетом среднего значения стационарной стохастической световой помехи.

11елью изобретения является повышение точности регистрации изменения светового информационного потока при воздействии стационарной стохастической световой помехи.

Для этого фотореле дополнительно содержит релейный элемент.и последовательно соединенные между собст звено с зоной нечувствительности и интегратор, входы релейного элемента и звена с зоной нечувствительности подключены к входу триггера Шмидта, выход интегратора соединен с входом выходной ячейки фотореле и через размыкающий контакт релейного элемента — со своим входом. За счет подключения интегратора к выходу фотодетектора через звено с зоной нечувствительности осуществляется интегрирование той части выходного сигнала фотодетектора, которая не отработалась триггером

Шмидта. По команде от релейного элемента интегратор разряжается и сигнал его разряда суммируется на входах выходной ячейки фотореле. Выходная ячейка фотореле больше находится во включенном состоянии, что позволяет повысить среднее значение выходного сигнала фотореле и скомпенсировать тем самым отрицательное влияние световой помехи на точность работы фотореле.

На фиг. 1-2 — изображено предлагаемое реле; фиг. 3 — эпюры сигналов уст- )0 ройства.

Фотореле содержит фотодетек;ор 1, триггер 2 Шмидта, порог срабатывания

U которого задан с учетом среднего значения стационарной стохастическсй по- 15 мехи, одновибратор 3, логические схемы

НЕ 4 и И 5 соответственно, выходная ячейка

6 фотореле, например, двухобмоточное реле; релейный элемент 7, порог срабатывания которого равен порогу срабатывания 20

0 триггера 2 Шмидта, звено 8 с зоной нечувствительности, равной величине

0 порогу срабатывания триггера Шмидта, интегратор 9, размыкающий контакт

10 релейного элемента, входы 1 1-12 логической схемы И 5, полупроводниковые триоды 1 3-1 7 (транзисторы) типа р-,.ч- р триггера Шмидта, одновибратора 3 и логической схемы HE „диффере щируюшие

RC-цепи 1 8-19, 20-21, диоды 22-24, З0 резистор 25 и конденсатор 26 цепи временной задержки одновибратора 3.

Выход фотодетектора 1 подключен к входам триггера 2 Шмидта, релейного элемента 7 и звена 8 с зоной нечувст- 35 вительности. Коллектор первого триода триггера Шмидта соединен с входом .12 логической схемы И 5, вход 11 которой через логическую схему НЕ 4 и одновибратор 3 соединен с коллектором второго триода триггера Шмидта. Выход логической схемы И 5 подключен к одному входу выходной ячейки 6 фотореле, к другому входу- которой подключен выход интегратора 9, в цепи обратной связи

45 которого включен размыкающий контакт

10 релейного элемента 7. Выход звена 8 с зоной нечувствительности соединен с входом интегратора 9.

Фотореле работает следующим образом.

Суммарный световой поток ф „состоящий из арифметической суммы полезного (информационного светового потока ф ) и стационарной стохастической све- ннж товой помехи Ф„, например, гармонического вида (фиг. 3), поступает на фотоприемник 1(фиг. 1 и 2).

При изменении светового потока ф ниже определенного уровня U< срабатывает триггер Шмидта. Отрицательный потенциал коллектора первого транзистора триггера возрастает, а второго транзистора— уменьшается. При этом RC-цепочка 1819 формирует короткий положительный импульс, который через диод 22 поступает на базу транзистора 15 и запускает одно,вибратор 3.

После временной задержки, определяемой С-цепочкой 25 и 26, одновибратор

3 возвращается в исходное состояние.

Транзистор 15 вновь открывается, При этом RC-цепь 20-21 формирует короткий положительный импульс, который через диод 23 и схему НЕ 4, собранную на транзисторе 17, подается на вход

ll схемы И 5.

На вход 12 схемы И 5 подано отрицательное напряжение коллектора транзистора 13. Если к моменту поступления отрицательного импульса на вход 11 схемы И 5 транзистор 13 остается закрытым, то схема И 5 срабатывает и выдает сигнал HQ выходную ячейку (двухобмоточный релейный элемент) 6.

За с--;от задержки на срабатывание одновибратора 3 обеспечивается селекция помехи по ее длительности. Помеха, период изменения которой меньше постоянной времени одновибратора 3, не вызывает ложного ср абатывания фо то реле.

Однако при наличии световой помехи происходит уменьшение среднего значения информационного светового потока на выходе фотореле из-за того, что триггер

Шмидта является пороговым элементом, т.е. элементом с насыщением (огранпчением), При существовании на его входе суммарного сигнала, состоящего из медленно-изменяющейся составляющей ф и стационарной стохастической пониф ехи Ф, среднее значение медленноПО -ч. изменяющейся составляюшейф выходннф ного сигнала триггера Шмидта (элемента с насыщением) уменьшается. Световая помеха забивает полезный сигнал, точность регистрации изменения полезного светового потока фотореле уменьшается.

Для устранения этой ошибки с помощью интегратора 9 интегрируется та часть выходного сигнала фотодетектора 1, которая превышает уровень срабать пения триггера Шмидта. Йля этого в момент срабатывания триггера Шмидта срабатывает релейный элемент 7, который своим

720559 состоянии. Время дополнительной задержки выходной ячейки 6 прямо пропорциоос нально величине ограниченной части выходного сигнала фотодетектора 1.

5 размыкаюшим контактом 10 включает интегратор 9.

Сигнал с выхода фотодетектора 1 r тупает через звено с зоной нечувствител ности на вход интегратора 9. Звено 8 5 состоит иэ диода 24, переменного резис/ тора, источника постоянного тока и операционного усилителя, одновременно используемого длч интегратора 9. Величина зоны нечувствительности выбирается с помошью переменного резистора и подбором значения напряжения источника постоянного тока блока 8 так, чтобы интегратор 9 интегрировал сигнал,,пропорциональный ограниченной (срезанной)

I части выходного сигнала фотодетектора 1.

В течение времени, когда триггер

Шмидта находится в неустойчивом состоя нии, интегратор 9 интегрирует ту часть выходного сигнала фотодетектора 1, кого торая превышает уровень U — уровень срабатывания триггера Шмидта

При изменении светового потока ниже уровня 0 выходной сигнал фотодетек25 тора выходит из зоны насьпцения триггера Шмидта, триггер Шмидта и релейный элемент 7 возвращаются в исходное "остояние. Размыкаюший F,îíòàêò 10 релейного элемента 7 замыкается. Интегратор . О

9 начинает разряжаться по апериодиiecкому закону. Сигнал разряда интегратора

9 поступает на вторую обмотку двухобмоточного реле выходной ячейки 6.

Во время разряда интегратора 9 выходная ячейка 6 находится во вклю тином

За счет введения задержки восстанавливается среднее значение выходного сигнала и компенсируется отрицательное влияние световой помехи, в результате повышается точность регистрации изменения полезного светового потока в условиях стационарной стохастической световой помехи, параметры которой близки к параметрам полезного светового потока, при условии, что амплитуда сигнала полезного светового потока и среднее значение световой помехи заданы. с

Формула изобретения

Фотореле по авт. св. % 441608, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения информационного светового потока при наличии стационарной световой помехи, оно дополнительно содержит релейный элемент и последовательно соединенные между собой звено с зоной нечувствительности и интегратор, входы релейного элемента. и звена с зоной нечувствительности подключены к входу триггера

Шмидта, выход интегратора соединен с входом выходной ячейки фотореле и через размыкающий контакт релейного элемента — со своим входом.

720550 4Ьнф и, а

LjHHHHH Заказ 102Э 3/41 Тираж 844 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4